CN108445795A - 车载控制器***及汽车 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种车载控制器***及汽车，车载控制器***装置在汽车上，包括：主控制器的第一串行异步通信接口与副控制器的第二串行异步通信接口电连接，主控制器的高速通信接口与高速通信模块的高速通信接口电连接，主控制器的PMIC接口与电源管理电路电连接，主控制器的第一数据输入端与前摄像头连接，主控制器的第一数据输出端连接至车机，副控制器的电源接口与电源电路电连接，副控制器的第三串行异步通信接口与高速通信模块的第四串行异步通信接口电连接。本发明提供利的车载控制器***及汽车，能够实现汽车前方的视频采集、车况信息收集、驾驶行为和习惯收集及数据上传等功能，充分利用资源，减少占用空间，降低整体成本。

Description

车载控制器***及汽车
技术领域
本发明涉及车载网络技术领域，尤其涉及一种车载控制器***及汽车。
背景技术
现有的车载产品，例如TBOX、智能网关及视频采集等等都是单独的模块，各自独立运行其相应功能，TBOX、智能网关及视频采集中的每个模块都有其CPU、电源电路、连接器等重复使用的部件，浪费成本，占用空间多，且交互效率和可靠性低下。
发明内容
有鉴于此，本发明提供了一种车载控制器***及汽车，能够实现汽车前方的视频采集、车况信息收集、驾驶行为和习惯收集及数据上传等功能，充分利用资源，减少占用空间，降低整体成本。
本发明提供一种车载控制器***，所述车载控制器***装置在汽车上，所述车载控制器***包括：主控制器、副控制器、高速通信模块、电源电路、电源管理电路及前摄像头，所述主控制器的第一串行异步通信接口与所述副控制器的第二串行异步通信接口电连接，所述主控制器的高速通信接口与所述高速通信模块的高速通信接口电连接，所述主控制器的PMIC接口与所述电源管理电路电连接，所述主控制器的第一数据输入端与所述前摄像头连接，所述主控制器的第一数据输出端连接至车机，所述副控制器的电源接口与所述电源电路电连接，所述副控制器的第三串行异步通信接口与所述高速通信模块的第四串行异步通信接口电连接。
进一步地，所述副控制器内设有CAN控制器，所述车载控制器***还包括CAN收发器，所述CAN收发器设有第五串行异步通信接口、INH端口及CAN控制器对外输出接口，所述CAN收发器中的第五串行异步通信接口与INH端口均连接至所述副控制器中的所述CAN控制器，所述CAN收发器中的CAN控制器对外输出接口连接至第一车载电器。
进一步地，所述副控制器中的CAN控制器至少为六个，所述CAN收发器至少为六个，六个所述CAN收发器与六个所述CAN控制器一一对应连接，以形成六个CAN控制器对外输出接口。
进一步地，所述副控制器还包括主RGMII/SGMII端口与主SPI端口；所述车载控制器***还包括以太网交换机，所述以太网交换机设有第一RGMII/SGMII端口及第一SPI端口，所述第一RGMII/SGMII端口与所述主RGMII/SGMII端口相连接，所述第一SPI端口与所述主SPI端口相连接。
进一步地，所述以太网交换机包括至少四个PHY接口，每个PHY接口连接至一个第二车载电器。
进一步地，所述第一RGMII/SGMII端口为两个，且两个第一RGMII/SGMII端口中的另一个第一RGMII/SGMII端口外接一以太网PHY，以实现对外的PHY接口功能。
进一步地，所述以太网交换机还设有第一SGMII端口，所述第一SGMII端口外接一以太网PHY，以实现对外的PHY接口功能。
进一步地，所述高速通信模块为4G通信模块或5G通信模块；所述高速通信模块还分别电连接至设置在车顶上的主天线、分集天线、导航天线及WiFi天线。
进一步地，所述副控制器还包括点火信号端口，所述点火信号端口用于接收汽车的点火信号。
本发明还提供一种汽车，所述汽车包括如上述的车载控制器***。
本发明提供的车载控制器***及汽车，通过将前摄像头与高速通信模块共同连接至一颗主控制器与副控制器上，以将汽车上的TBOX的功能与前视视频采集的功能集成在一起，能够实现汽车前方的视频采集、车况信息收集、驾驶行为和习惯收集及数据上传等功能，充分利用资源，减少占用空间，降低整体成本。
上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本发明的上述和其他目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举较佳实施例，并配合附图，详细说明如下。
附图说明
图1为本发明第一实施例的车载控制器***的结构框图；
图2为本发明第二实施例的车载控制器***的结构框图；
图3为图2中的车载控制器***的电路结构示意图；
图4为本发明第三实施例的汽车的结构框图。
具体实施方式
为更进一步阐述本发明为达成预定发明目的所采取的技术手段及功效，以下结合附图及较佳实施例，对本发明详细说明如下。
请参考图1，图1为本发明第一实施例的车载控制器***10的结构框图。本实施例提供的车载控制器***10可以但并不限于装置在汽车上。如图1所示，通过将主控制器11(MPU)与副控制器12(MCU)分别与高速通信模块13、前摄像头16及车机20进行电连接，以实现将TBOX与视频采集集成在一起，充分利用资源，减少占用空间。具体地，本实施例提供的车载控制器***10，包括：主控制器11、副控制器12、高速通信模块13、电源电路14、电源管理电路15及前摄像头16。主控制器11的第一串行异步通信接口与副控制器12的第二串行异步通信接口电连接，主控制器11的高速通信接口与高速通信模块13的高速通信接口电连接，主控制器11的PMIC接口与电源管理电路15电连接，主控制器11的第一数据输入端与前摄像头16连接，主控制器11的第一数据输出端连接至车机20，副控制器12的电源接口与电源电路14电连接，副控制器12的第三串行异步通信接口与高速通信模块13的第四串行异步通信接口电连接。
具体地，在本实施例中，前摄像头16用于用于采集汽车前方的第一视频信息，并将第一视频信息传输至主控制器11，主控制器11可以但不限于通过高速通信模块13将接收到的第一视频信息发送至云端服务器(图未示出)，以存储在云端服务器中。具体地，主控制器11还可将前摄像头16采集到的第一视频信息传输至车机20中，以在车机20的显示屏上实时显示汽车前方的路况信息。
具体地，副控制器12中的电源接口(AVV)36(请参图3)与电源电路14电连接，以接收外部电源信号BATT。
具体地，副控制器12还包括点火信号端口(ACC)37(请参图3)，点火信号端口37用于接收汽车的点火信号ACC。
具体地，在本实施例中，副控制器12在接收到汽车的点火信号ACC后向主控制器11输出摄像头的启动控制信号，主控制器11将接收到的摄像的启动控制信号传输至前摄像头16，以启动前摄像头16。具体地，副控制器12中的点火信号端口37与汽车的发动机电连接，以接收发动机的点火信号ACC。具体地，副控制器12在接收到点火信号ACC后，对点火信号ACC处理得到前摄像头16的启动控制信号，并将启动控制信号输出至主控制器11。主控制器11在接收到启动控制信号后，将启动控制信号发送至前摄像头16，从而控制前摄像头16启动，以采集汽车前方的第一视频信息。
具体地，在一实施方式中，高速通信模块13为4G通信模块或5G通信模块。优选地，在本实施例中，高速通信模块13以4G通信模块为例进行说明，4G通信模块还与设置在汽车顶部的天线进行电连接。具体地，车载控制器***10可以通过装置在4G通信模块内的eSIM卡42(请参图3)实现高速网络服务，但并不限于此，例如车载控制器***10还可以通过无线网络模块(WiFi)41(请参图3)实现网络服务。
进一步地，在本实施例中，主控制器11还对处理得到的第一视频数据进行编码处理，可以但不限于以H.264/H.265格式对前摄像头1620采集到的第一视频信息进行编码后传输至4G通信模块，具体地，4G通信模块与主控制器11之间以高速通信接口方式通信，从而满足超大视频文件传输所需的带宽，以提高4G通信模块与主控制器11之间的数据传输效率。
进一步地，在本实施例中，4C通信模块将接收到的编码后的第一视频数据进行压缩处理，以得到与前摄像头16采集的第一视频信息对应的视频压缩文件，并将得到的视频压缩文件通过流量上传至云端服务器。具体地，4G通信模块可以但不限于自动实时将接收到的编码后的第一视频数据进行压缩后发送至云端服务器，以使得云端服务器能够实时接收到汽车当前位置的实时第一视频信息，进而可对实时第一视频信息进行分析处理。
具体地，在本实施例中，云端服务器用于将接收到的视频压缩文件进行解码处理得到原始第一视频数据，并对原始第一视频数据进行分析处理，以判断与原始第一视频数据对应的路段的路况信息，并将路况信息存储至路况信息列表中。进一步地，云端服务器还可以判断该路段的路况信息是否已存储在路况信息列表中，若是，则将该路段的路况信息更新存储至路况信息列表中，例如可以将该路段中的路况信息存在差异的部分更新存储，以加快存储速度。若否，则将该路段的路况信息存储至路况信息列表中。云端服务器通过将汽车通过的路段的路况信息存储至路况信息列表中，以实现对各个道路的路况信息的采集，进而可以为自动驾驶汽车的云端分析提供基础数据，以能够为自动驾驶汽车的训练提供训练数据基础。
具体地，本实施例提供的车载控制器***10，通过将前摄像头16与高速通信模块13共同连接至一颗主控制器11与副控制器12上，以将汽车上的TBOX的功能与前视视频采集的功能集成在一起，能够实现汽车前方的视频采集、车况信息收集、驾驶行为和习惯收集及数据上传等功能，充分利用资源，减少占用空间，降低整体成本。
请一并参考图2，图2为本发明第二实施例的车载控制器***10的结构框图。如图2所示，本实施例提供的车载控制器***10与第一实施例提供的车载控制器***10的区别仅仅在于，本实施例提供的车载控制器***10还包括CAN收发器17及以太网交换机18，从而能够使得车载控制器将TBOX、视频采集与智能网关集成在一起形成车载控制器。
车载控制器***10可以同时与车身上的多个车载电器(图未示出)电连接，以丰富并增强车身各电器模块之间的交互功能。具体地，在本实施例中，多个车载电器可以但不限于包括多个第一车载电器(图未示出)与多个第二车载电器(图未示出)，具体地，第一车载电器可以但不限于与CAN控制器(CAN Controller)33进行通信连接，以实现多个第一车载电器通过CAN进行交互。第二车载电器可以但不限于与以太网网关进行通信连接，以实现多个第二车载电器通过以太网进行交互。进一步地，第一车载电器与第二车载电器还可以通过车载控制器***10实现快速数据交互，以丰富并增强车身各电器模块之间的交互功能。
请一并参考图3，图3为图2中的车载控制器***10的电路结构示意图。如图2与图3所示，在本实施例中，副控制器12内设有CAN控制器(CAN Controller)33。
具体地，主控制器11的第一串行异步通信接口(UART)25与副控制器12的第二串行异步通信接口(UART)32电连接，主控制器11的高速通信接口(SDIO)28与高速通信模块13的高速通信接口电连接，主控制器11的PMIC接口26与电源管理电路15电连接，主控制器11的第一数据输入端(VINS)21与前摄像头16连接，主控制器11的第一数据输出端(VOUT)22连接至车机20，副控制器12的电源接口36与电源电路14电连接，副控制器12的第三串行异步通信接口31与高速通信模块13的第四串行异步通信接口电连接。
具体地，在本实施例中，CAN收发器17(CAN Transceiver)设有第五串行异步通信接口、INH端口及CAN控制器对外输出接口，CAN收发器17中的第五串行异步通信接口与INH端口均连接至副控制器12中的CAN控制器33，CAN收发器17中的CAN控制器33对外输出接口连接至第一车载电器。
具体地，在一实施方式中，副控制器12中的CAN控制器33至少为六个，CAN收发器17至少为六个，六个CAN收发器17与六个CAN控制器33一一对应连接，以形成六个CAN控制器33对外输出接口，每个CAN控制器33对外输出接口可以与一个第一车载电器连接，以实现外接网络功能接口，但并不限于此，例如，副控制器12还可以设置八个CAN控制器33，并在每个CAN控制器33的端口处增加一个CAN收发器17，以形成八个CAN控制器33对外输出接口，可见，副控制器12中的CAN控制器33也可为一个、四个或八个等等，而图3中所示CAN控制器33与CAN收发器17示出一个仅仅是示意说明CAN控制器33与CAN收发器17之间的连接关系。
具体地，在本实施例中，CAN控制器33(CAN Controller)是CAN局域网控制器的简称，为解决现代汽车中众多测量控制部件之间的数据交换而开发的一种串行数据通信总线，而CAN收发器17实现CAN总线的物理层传输。UART是一种通用串行数据总线，用于异步通信。该总线双向通信，可以实现全双工传输和接收，INH端口表示高电平唤醒。
在具体连接时，每个CAN收发器17中的第五串行异步通信接口与INH端口均对应连接至CAN控制器33，每个CAN收发器17中的CAN控制器33对外输出接口连接至第一车载电器。
具体地，在本实施例中，副控制器12还包括主RGMII/SGMII端口34与主SPI端口35。
具体地，在本实施例中，MII(Medium Independent Interface，介质无关接口、介质独立接口)，可以不用考虑媒体是铜轴、光纤、电缆等，其相关工作可以由物理接口收发器(PHY)或者媒体接入控制器(MAC)的芯片完成。此外，从MII简化出来的标准，比如RMII(Reduced MII，简化的MII)、SMII(串行MII)、GMII(Gigabit MII，吉比特MII)、RGMII(Reduced GMII，简化的GMII)以及SGMII(串行的GMII)。SPI(Serial PeripheralInterface，串行外设接口)，一种同步串行外设接口,可以使MCU的控制器与各种***设备以串行方式进行通信以交换信息。
具体地，在本实施例中，以太网交换机18设有第一RGMII/SGMII端口51及第一SPI端口53，第一RGMII/SGMII端口51与主RGMII/SGMII端口34相连接，第一SPI端口53与主SPI端口35相连接。
需要说明的是，以太网交换机18包括至少四个PHY接口55，每个PHY接口55连接至一个第二车载电器，具体地，PHY接口55通过桥接(Brigde，BR)方式与第二车载电器连接。换而言之，本实施方式可以实现总共四个PHY接口55的外接网络功能。
进一步而言，第一RGMII/SGMII端口51,52为两个，且两个第一RGMII/SGMII端口51,52中的另一个第一RGMII/SGMII端口52外接一以太网PHY19(Ethernet PHY)，以实现对外的PHY接口55功能。通过外接一以太网PHY19的方式，本实施方式进而实现了总共五个PHY接口55的外接网络功能。
值得一提的是，以太网交换机18还设有第一SGMII端口54，第一SGMII端口54外接一以太网PHY19，以实现对外的PHY接口55功能。总而言之，本实施方式总共实现六个PHY接口55的外接网络功能，但不限于此，例如在其他实施例中，还可以通过多个以太网交换机18进行扩展式级联，在两个以太网交换机18进行扩展式级联中，一个以太网交换机18中的第一RGMII/SGMII端口51与主RGMII/SGMII端口34相连接，第一SPI端口53与主SPI端口35相连接，而另一个以太网络交换机中的第二RGMII/SGMII端口(图未示出)与第一SGMII端口54相连接，第二SPI端口(图未示出)与主SPI端口35相连接，以实现两个以太网交换机18的扩展式级联。通过这种方式，很好地扩展了更多的外接网络功能接口。
此外，以太网交换机18还设有用于以太网诊断(Diag)的连接端口。具体而言，用于以太网诊断的连接端口为100TX端口56。
具体地，在本实施例中，高速通信模块13为4G通信模块或5G通信模块。优选地，在本实施例中，高速通信模块13以4G通信模块为例进行说明，4G通信模块还与设置在汽车顶部的天线进行电连接。具体地，车载控制器***10可以通过装置在4G通信模块内的eSIM卡42实现高速网络服务，但并不限于此，例如车载控制器***10还可以通过无线网络模块(WiFi)41实现网络服务。
具体地，在本实施例中，高速通信模块13还分别电连接至设置在车顶上的主天线、分集天线、导航天线及WiFi天线，具体地，高速通信模块13经由无线网络模块与WiFi天线电连接，以实现高速通信模块13的无线网络功能，进而实现汽车的TBOX功能。
具体地，在本实施例中，车载控制器***10还包括内存模块23与存储卡，主控制器11内还设有内存端口(DDR)29与第一高速通信接口(SDIO)27，主控制器11中的内存端口29与内存模块23电连接，主控制器11中的第一高速通信接口27与存储卡24电连接。
具体地，在本实施例中，前摄像头16采集到的汽车前方的第一视频信息可以通过主控制器11的第一高速通信接口27传输至存储卡24内。具体地，主控制器11将接收到第一视频信息进行处理后得到的第一视频数据存储在存储卡24内，进而实现对用户的行车记录，其中，存储卡24可以但不限于为SD卡。
具体地，本实施例提供的车载控制器***10，将TBOX、智能网关及视频采集集成在一起，形成一个具有车前视频采集、车况信息收集、驾驶行为和习惯收集、整车多总线交互及数据上传至云端服务器等功能的车载控制器***10，有效形成闭环，充分利用资源，减少占用空间，提高各车载电器之间交互效率和可靠性，省去具有重叠功能的高速通信模块13、副控制器12和电源电路14等器件，以及高速通信模块13、副控制器12和电源电路14之间的***电路，已能够降低整体成本。
请参考图4，图4为本发明第三实施例的汽车100的结构框图。如图4所示，本实施例提供的汽车100包括车载控制器***110，具体地，车载控制器***110的具体结构可以参考图1至图3所示实施例中的车载控制器***10，在此不再赘述。
值得一提的是，本实施例中的汽车100包括人工驾驶汽车与无人驾驶汽车，但并不限于此，例如汽车100还可以为智能平衡车等等。
具体地，本实施例提供的汽车100，将TBOX、智能网关及视频采集集成在一起，形成一个具有车前视频采集、车况信息收集、驾驶行为和习惯收集、整车多总线交互及数据上传至云端服务器等功能的车载控制器***10，有效形成闭环，充分利用资源，减少占用空间，提高各车载电器之间交互效率和可靠性，省去具有重叠功能的高速通信模块13、副控制器12和电源电路14等器件，以及高速通信模块13、副控制器12和电源电路14之间的***电路，已能够降低整体成本。
需要说明的是，本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可。对于终端类实施例而言，由于其与方法实施例基本相似，所以描述的比较简单，相关之处参见方法实施例的部分说明即可。

Claims (10)

1.一种车载控制器***，其特征在于，所述车载控制器***装置在汽车上，所述车载控制器***包括：主控制器、副控制器、高速通信模块、电源电路、电源管理电路及前摄像头，所述主控制器的第一串行异步通信接口与所述副控制器的第二串行异步通信接口电连接，所述主控制器的高速通信接口与所述高速通信模块的高速通信接口电连接，所述主控制器的PMIC接口与所述电源管理电路电连接，所述主控制器的第一数据输入端与所述前摄像头连接，所述主控制器的第一数据输出端连接至车机，所述副控制器的电源接口与所述电源电路电连接，所述副控制器的第三串行异步通信接口与所述高速通信模块的第四串行异步通信接口电连接。
2.如权利要求1所述的车载控制器***，其特征在于，所述副控制器内设有CAN控制器，所述车载控制器***还包括CAN收发器，所述CAN收发器设有第五串行异步通信接口、INH端口及CAN控制器对外输出接口，所述CAN收发器中的第五串行异步通信接口与INH端口均连接至所述副控制器中的所述CAN控制器，所述CAN收发器中的CAN控制器对外输出接口连接至第一车载电器。
3.如权利要求2所述的车载控制器***，其特征在于，所述副控制器中的CAN控制器至少为六个，所述CAN收发器至少为六个，六个所述CAN收发器与六个所述CAN控制器一一对应连接，以形成六个CAN控制器对外输出接口。
4.如权利要求2所述的车载控制器***，其特征在于，所述副控制器还包括主RGMII/SGMII端口与主SPI端口；所述车载控制器***还包括以太网交换机，所述以太网交换机设有第一RGMII/SGMII端口及第一SPI端口，所述第一RGMII/SGMII端口与所述主RGMII/SGMII端口相连接，所述第一SPI端口与所述主SPI端口相连接。
5.如权利要求4所述的车载控制器***，其特征在于，所述以太网交换机包括至少四个PHY接口，每个PHY接口连接至一个第二车载电器。
6.如权利要求4所述的车载控制器***，其特征在于，
所述第一RGMII/SGMII端口为两个，且两个第一RGMII/SGMII端口中的另一个第一RGMII/SGMII端口外接一以太网PHY，以实现对外的PHY接口功能。
7.如权利要求4所述的车载控制器***，其特征在于，
所述以太网交换机还设有第一SGMII端口，所述第一SGMII端口外接一以太网PHY，以实现对外的PHY接口功能。
8.如权利要求1所述的车载控制器***，其特征在于，所述高速通信模块为4G通信模块或5G通信模块；
所述高速通信模块还分别电连接至设置在车顶上的主天线、分集天线、导航天线及WiFi天线。
9.如权利要求1所述的车载控制器***，其特征在于，所述副控制器还包括点火信号端口，所述点火信号端口用于接收汽车的点火信号。
10.一种汽车，其特征在于，所述汽车包括如权利要求1至9中任一项所述的车载控制器***。
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